研究揭示了飞燕草花瓣分化的关键基因

最近的一项研究调查了 APETALA3–3 直系同源基因在塑造 Delphinium anthriscifolium 花瓣的多样化形态方面的作用。该基因之前因其在花瓣识别中的作用而闻名，现在被发现是花瓣分化复杂过程中的关键因素，这为了解花卉进化提供了深刻的理解，并为未来的植物学研究和育种创新开辟了道路。

花多样性的遗传基础是植物生物学面临的重大挑战。飞燕草具有复杂的花结构，是此类研究的绝佳模型。虽然基础的花发育 ABC 模型提供了见解，但复杂花形成背后的机制仍未得到充分探索。

要解决这些空白，就需要深入了解控制翠雀花形态的遗传因素。因此，迫切需要进行全面的研究，以揭示控制这些复杂结构中的花形态和分化的遗传机制。

西北农林科技大学的研究人员揭示了花卉的遗传景观，他们的研究结果于2024年4月9日发表在《园艺研究》杂志上。该研究探讨了 APETALA3–3 直系同源物在 Delphinium anthriscifolium花瓣形态分化中的作用。

该研究采用数字基因表达谱、原位杂交和病毒诱导基因沉默相结合的多方面方法来研究 DeanAP3-3 基因。最初，DeanAP3-3 在所有花瓣原基中表现出均匀的表达。

随着分化的进行，其表达量发生变化，在背距花瓣中表达量最高，在侧向平花瓣中表达量居中，在腹向退化花瓣中表达量最低。病毒诱导的基因沉默实验表明，降低DeanAP3-3表达量会导致明显的形态变化，根据沉默程度，花瓣转变为萼片状结构。强沉默的花朵表现出完全的花瓣向萼片转变，而中度沉默导致背距花瓣变成平花瓣。

这些结果突出了 DeanAP3-3 在花瓣身份和形态分化中的关键作用，揭示了表达水平如何影响最终的花瓣形态。这项研究加深了我们对 Delphinium anthriscifolium 复杂花朵发育背后的遗传机制的理解。

该研究的资深作者之一郭丽平博士评论道：“我们的研究结果强调了基因表达水平与植物结构形态结果之间的复杂关系。DeanAP3-3 不仅可作为花瓣识别基因，而且在定义 Delphinium anthriscifolium 不同花瓣类型的形态特征方面也发挥着关键作用。”

这项研究的成果有望为观赏园艺领域做出重大贡献，为旨在提高花卉多样性和复杂性的育种计划提供遗传基础。此外，了解花瓣分化背后的分子机制对进化生物学和其他复杂花卉系统中基因功能的研究具有更广泛的意义。

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